科毕业设计(文)
开题报告
题目： 新型圆珠笔头夹紧翻转机构设计
学 院： 机 械 工 程 学 院
专 业： 机械工程
班 级： 机电1406班
学 号： 201402071428
学生姓名： ***
指导老师： ***
提交日期： 2017年12 月26 日
1课题背景意义
数千年类通种样方式直传承意志精神文化遗产传播方式种样口传心授记录册编成书籍供参考等等文化遗产准确性时传播者接思维角度考虑书籍更具传承优势笔显尤重古毛笔十四世纪铅笔问世然现代圆珠笔说笔更新迭代定程度反映类文明进步种笔中尤圆珠笔凸显出现代科技进步圆珠笔笔杆笔头笔套组成中笔头具技术含量笔头生产加工精度材料选择高求笔头仅钢珠数条引导墨水油零部件加工精度求达千分毫米数量级书写程中求钢珠圆滑滚动脱落油笔头端紧密连接保证书写流利畅允许发生油墨倒流 [1]
国圆珠笔制造业早二十世纪四十年代发展开始时根没研发制造设备条件 全手工制作榔头敲钻头手工眼发展手动摆车直目前较单轴动车少量工位动加工车[23]单轴动车加工精度低生产低档圆珠笔圆珠笔头制作工艺佳圆珠笔书写程中存麻点掉珠等问题国研发工位加工设备尚足处机械结构复杂体积较机床笔头等零件进行切削等[2]
反观国外二十世纪八十年代中期开始瑞士MIKRON公司推出30工位笔头加工设备实际台设备工位原先直线式排列改圆周形排列时增加工位数种机型障率较高检测结果表明该机型步性方面欠缺[24]期开发出圆珠笔笔头结构较复杂加工求较高设备加工工位满足求九十年代初期MIKRON公司30工位设备基础开发出24工位设备拥48动力头两方时加工满足类型圆珠笔笔头加工生产[24]
圆珠笔精度求高高性笔头般全动生产设备加工工作特点加工工序切削速度快装配加工精度求高[5]目前国生产圆珠笔公司采量进口笔头策略提高身产品竞争力味进口会令直扮演会进行简单加工装配角色处十分动局面高性笔头需设备性加工精度断提高完善提供设计新型夹紧翻转机构中改善项夹紧机构提高笔头加工程中定位精度翻转机构高效简洁实现稳快速翻转加强新型夹紧翻转机构研发提高车间生产效率降低工劳动强度提升产品市场竞争力等具重意义
2课题设计技术参数研究工作达目标
根毕业设计题目求合理广泛运学知识收集相关文献素材遵守关设计规范新型圆珠笔夹紧翻转机构进行分块设计攻破难点满足功部件求前提力求低成高性目标
新型圆珠笔夹紧翻转机构设计求：
（1） 实现圆珠笔头加工中动前翻转
（2） 实现圆珠笔头加工中准确夹紧定位
（3） 运合理机构布局减加工中产品振动增加定位精度[67]
3设计技术参数
定位精度误差超0003mm
外形尺寸(长×宽×高)500×200×200mm
反转完成时间10s
4课题研究容
查阅相关资料解圆珠笔发展历史国外加工设备研究现状基础针全动夹紧翻转机构工作原理课题研究容分动翻转机构设计动夹紧定位机构设计顶入顶出衔接机构设计合理机构布局
41 课题研究基原理技术方案
411 动翻转机构设计原理方案
课题需动翻转机构角度严格求次翻转角度必须180°图1次翻转180°专利发明鉴参考图中2截止块左右分布两截止块限制18翻转框运动旋转气缸提供动力翻转框断做时针逆时针运动循环保证次运动角度180°减少击截止块面安装3液压缓器减回运动装置带击通限制某块零部件运动长度终达输出轴次旋转半周目
图1 动翻转机构[8]
412 精确定位夹紧机构设计原理方案
加工零件断优化生产效率断提高令夹具设计着工业发展显尤重[9]笔头工位加工程中需微笔头进行快速夹紧准确定位加工位置笔头属较微零件加工时需夹紧力较保证夹持准确定位前提力求减夹持力工件产生夹紧变形
弹簧夹头夹紧行程定位精度高操作简单方便目前型零件动化加工车床中具广泛应工作原理：零件整圆周施加夹持力利弹性元件受力均匀弹性形变实现工件动定位夹紧 [10]
根弹簧夹头结构特点设计衍生出专夹紧机构该机构包括三部分：夹具体紧缩件支撑装置夹具体效精确圆珠笔头进行夹紧定位具锁性适应工位加工机 [1]紧缩件减夹具体夹紧变形中摩擦损耗增加夹紧机构寿命支撑装置外部机构相连固定整加工装置
图2 夹头结构示意图[1]
413 顶入顶出衔接机构设计原理方案
顶入顶出装置作衔接翻转机构夹紧机构实现笔头夹紧前翻转全动程顶入顶出功采两推头实现气缸提供动力
414 合理机构布局设计原理方案
加工程中作夹具部件力必须分析[11]柔性工件加工振动终影响加工精度素适夹具布局容易产生加工振动严重影响表面加工质量特柔性工件[12]通机构合理布局机构间力相互抵消相互制衡加工产生力整体产品加工定位影响达化
42 课题行性分析
课题设计装置满足圆珠笔动化装配线圆珠笔头前翻转加工需求设计高效简洁实现稳快速翻转具定位作新型夹紧翻转机构提高圆珠笔加工设备性完善加工精度
目前国加工圆珠笔头LX24工位机床45工位机床已基实现该功机械结构复杂体积较较改善空间[131415]已投入生产生产机床基础原理夹紧翻转种新型案例分析课题行
43 课题解决技术关键问题创新点
课题解决技术关键问题涉方面：动化翻转固定机构设计达高效简洁目精确定位夹具机构设计达加工高精度目顶入顶出衔接机构设计实现夹紧机构翻转机构缝连接合理布局机构消加工振动实现稳加工目
课题创新点：1）工件夹紧翻转全动程中进行实现笔头前加工2）采新型定位夹头保证工件受力均匀工件达更精确定位3）机构间合理布局减加工振动实现稳加工保证工件加工精度
44 课题研究工作技术路线
推头笔头夹具推入翻转机构
翻机构翻转180度
推头笔头翻转机构推入夹具夹紧
课题新型圆珠笔头夹紧翻转机构动翻转机构定位夹紧机构顶入顶出机构组成圆珠笔头动化生产线工位时间严格求提高生产效率实现相邻两工位时间缝连接圆珠笔头夹紧翻转需进行时间压缩课题设计机构笔头夹紧翻转10秒完成
图3 笔头翻转流程
步骤时间安排：推头笔头推入翻转机构：04秒
笔头翻转180度：02秒
推头笔头推入夹具：04秒
5课题计划进度
时间
完成工作
2017110120171215
解毕业设计进程确定毕业设计题目解相关课题背景
2017121520180125
查阅关文献运学知识完成开题报告文献综述外文翻译
2018030520180430
完成毕业设计总体设计方案部分尺寸计算校核相关图纸绘制
2018043020180515
完成毕业设计新型圆珠笔头夹紧翻转机构初稿
2018051520180601
完成毕业设计新型圆珠笔头夹紧翻转机构进行答辩
201806
修改提交毕业设计
参 考 文 献
[1] 胡威工位笔头加工机床关键部位研究设计[D]海：东华学201412
[2] 赵帅张松奇李震刘树杰浅谈国外笔头加工设备发展现状[R] 鹤壁：鹤壁汽车工程职业学院2014711
[3] 施伟李梦甦吴文英国制笔业装备现状发展趋势[J]中国制笔2004（3）3841
[4] 王松乔工位机床应国产化[J]中国制笔19982(69)：812
[5] 罗刚王辉绵种圆珠笔易切削锈钢组织性分析[R]山西太原：太原钢铁（集团）限公司先进锈钢材料国家重点实验室201512
[6] Bo Li Shreyes N Melkote Improved workpiece location accuracy through fixture layout optimization[J] International Journal of Machine Tools & Manufacture1999 39：871–883
[7] Shasha ZengXiaojin WanWenlong LiZhouping YinYoulun Xiong A novel approach to fixture design on suppressing machining vibration of flexible workpiece[J] International Journal of Machine Tools & Manufacture2012582943
[8] 李树军杨凯杨丹胡辉张培培秦现生谭群种基工件定位动翻转装置[P]中国专利：201220401825020130206
[9] 赵玉英吴娜陈君玲谈翻转夹具机构设计[J]中国科技投资2016（6）：166
[10] 白云贵易湘斌刘霞唐林虎焦爱胜种实现停车装夹车床弹簧夹头[J]机械制造2017：5960
[11] Matthias KLAERNER Juergen LEOPOLD&Lothar KROLLModelling and simulation of fixtures during grinding[J]中国科学：技术科学200952（7）：18211829
[12] Shasha ZengXiaojin WanWenlong LiZhouping YinYoulun Xiong A novel approach to fixture design on suppressing machining vibration of flexible workpiece[J] International Journal of Machine Tools & Manufacture2012582943
[13] 邱雄成应必烈LX24工位笔头动加工机床工艺技术点[J]中国制笔2007(2)：3338
[14] 邱雄成45工位笔头动加工机床工艺技术点[J]中国制笔2006(2)：1724
[15] 余涵 45工位笔头动加工机床[J]中国制笔2003（2）：2530
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科毕业设计(文)
开题报告
题目： 新型圆珠笔头夹紧翻转机构设计
学 院： 机 械 工 程 学 院
专 业： 机械工程
班 级： 机电1406班
学 号： 201402071428
学生姓名： ***
指导老师： ***
提交日期： 2017年12 月26 日
1课题背景意义
数千年类通种样方式直传承意志精神文化遗产传播方式种样口传心授记录册编成书籍供参考等等文化遗产准确性时传播者接思维角度考虑书籍更具传承优势笔显尤重古毛笔十四世纪铅笔问世然现代圆珠笔说笔更新迭代定程度反映类文明进步种笔中尤圆珠笔凸显出现代科技进步圆珠笔笔杆笔头笔套组成中笔头具技术含量笔头生产加工精度材料选择高求笔头仅钢珠数条引导墨水油零部件加工精度求达千分毫米数量级书写程中求钢珠圆滑滚动脱落油笔头端紧密连接保证书写流利畅允许发生油墨倒流 [1]
国圆珠笔制造业早二十世纪四十年代发展开始时根没研发制造设备条件 全手工制作榔头敲钻头手工眼发展手动摆车直目前较单轴动车少量工位动加工车[23]单轴动车加工精度低生产低档圆珠笔圆珠笔头制作工艺佳圆珠笔书写程中存麻点掉珠等问题国研发工位加工设备尚足处机械结构复杂体积较机床笔头等零件进行切削等[2]
反观国外二十世纪八十年代中期开始瑞士MIKRON公司推出30工位笔头加工设备实际台设备工位原先直线式排列改圆周形排列时增加工位数种机型障率较高检测结果表明该机型步性方面欠缺[24]期开发出圆珠笔笔头结构较复杂加工求较高设备加工工位满足求九十年代初期MIKRON公司30工位设备基础开发出24工位设备拥48动力头两方时加工满足类型圆珠笔笔头加工生产[24]
圆珠笔精度求高高性笔头般全动生产设备加工工作特点加工工序切削速度快装配加工精度求高[5]目前国生产圆珠笔公司采量进口笔头策略提高身产品竞争力味进口会令直扮演会进行简单加工装配角色处十分动局面高性笔头需设备性加工精度断提高完善提供设计新型夹紧翻转机构中改善项夹紧机构提高笔头加工程中定位精度翻转机构高效简洁实现稳快速翻转加强新型夹紧翻转机构研发提高车间生产效率降低工劳动强度提升产品市场竞争力等具重意义
2课题设计技术参数研究工作达目标
根毕业设计题目求合理广泛运学知识收集相关文献素材遵守关设计规范新型圆珠笔夹紧翻转机构进行分块设计攻破难点满足功部件求前提力求低成高性目标
新型圆珠笔夹紧翻转机构设计求：
（1） 实现圆珠笔头加工中动前翻转
（2） 实现圆珠笔头加工中准确夹紧定位
（3） 运合理机构布局减加工中产品振动增加定位精度[67]
3设计技术参数
定位精度误差超0003mm
外形尺寸(长×宽×高)500×200×200mm
反转完成时间10s
4课题研究容
查阅相关资料解圆珠笔发展历史国外加工设备研究现状基础针全动夹紧翻转机构工作原理课题研究容分动翻转机构设计动夹紧定位机构设计顶入顶出衔接机构设计合理机构布局
41 课题研究基原理技术方案
411 动翻转机构设计原理方案
课题需动翻转机构角度严格求次翻转角度必须180°图1次翻转180°专利发明鉴参考图中2截止块左右分布两截止块限制18翻转框运动旋转气缸提供动力翻转框断做时针逆时针运动循环保证次运动角度180°减少击截止块面安装3液压缓器减回运动装置带击通限制某块零部件运动长度终达输出轴次旋转半周目
图1 动翻转机构[8]
412 精确定位夹紧机构设计原理方案
加工零件断优化生产效率断提高令夹具设计着工业发展显尤重[9]笔头工位加工程中需微笔头进行快速夹紧准确定位加工位置笔头属较微零件加工时需夹紧力较保证夹持准确定位前提力求减夹持力工件产生夹紧变形
弹簧夹头夹紧行程定位精度高操作简单方便目前型零件动化加工车床中具广泛应工作原理：零件整圆周施加夹持力利弹性元件受力均匀弹性形变实现工件动定位夹紧 [10]
根弹簧夹头结构特点设计衍生出专夹紧机构该机构包括三部分：夹具体紧缩件支撑装置夹具体效精确圆珠笔头进行夹紧定位具锁性适应工位加工机 [1]紧缩件减夹具体夹紧变形中摩擦损耗增加夹紧机构寿命支撑装置外部机构相连固定整加工装置
图2 夹头结构示意图[1]
413 顶入顶出衔接机构设计原理方案
顶入顶出装置作衔接翻转机构夹紧机构实现笔头夹紧前翻转全动程顶入顶出功采两推头实现气缸提供动力
414 合理机构布局设计原理方案
加工程中作夹具部件力必须分析[11]柔性工件加工振动终影响加工精度素适夹具布局容易产生加工振动严重影响表面加工质量特柔性工件[12]通机构合理布局机构间力相互抵消相互制衡加工产生力整体产品加工定位影响达化
42 课题行性分析
课题设计装置满足圆珠笔动化装配线圆珠笔头前翻转加工需求设计高效简洁实现稳快速翻转具定位作新型夹紧翻转机构提高圆珠笔加工设备性完善加工精度
目前国加工圆珠笔头LX24工位机床45工位机床已基实现该功机械结构复杂体积较较改善空间[131415]已投入生产生产机床基础原理夹紧翻转种新型案例分析课题行
43 课题解决技术关键问题创新点
课题解决技术关键问题涉方面：动化翻转固定机构设计达高效简洁目精确定位夹具机构设计达加工高精度目顶入顶出衔接机构设计实现夹紧机构翻转机构缝连接合理布局机构消加工振动实现稳加工目
课题创新点：1）工件夹紧翻转全动程中进行实现笔头前加工2）采新型定位夹头保证工件受力均匀工件达更精确定位3）机构间合理布局减加工振动实现稳加工保证工件加工精度
44 课题研究工作技术路线
推头笔头夹具推入翻转机构
翻机构翻转180度
推头笔头翻转机构推入夹具夹紧
课题新型圆珠笔头夹紧翻转机构动翻转机构定位夹紧机构顶入顶出机构组成圆珠笔头动化生产线工位时间严格求提高生产效率实现相邻两工位时间缝连接圆珠笔头夹紧翻转需进行时间压缩课题设计机构笔头夹紧翻转10秒完成
图3 笔头翻转流程
步骤时间安排：推头笔头推入翻转机构：04秒
笔头翻转180度：02秒
推头笔头推入夹具：04秒
5课题计划进度
时间
完成工作
2017110120171215
解毕业设计进程确定毕业设计题目解相关课题背景
2017121520180125
查阅关文献运学知识完成开题报告文献综述外文翻译
2018030520180430
完成毕业设计总体设计方案部分尺寸计算校核相关图纸绘制
2018043020180515
完成毕业设计新型圆珠笔头夹紧翻转机构初稿
2018051520180601
完成毕业设计新型圆珠笔头夹紧翻转机构进行答辩
201806
修改提交毕业设计
参 考 文 献
[1] 胡威工位笔头加工机床关键部位研究设计[D]海：东华学201412
[2] 赵帅张松奇李震刘树杰浅谈国外笔头加工设备发展现状[R] 鹤壁：鹤壁汽车工程职业学院2014711
[3] 施伟李梦甦吴文英国制笔业装备现状发展趋势[J]中国制笔2004（3）3841
[4] 王松乔工位机床应国产化[J]中国制笔19982(69)：812
[5] 罗刚王辉绵种圆珠笔易切削锈钢组织性分析[R]山西太原：太原钢铁（集团）限公司先进锈钢材料国家重点实验室201512
[6] Bo Li Shreyes N Melkote Improved workpiece location accuracy through fixture layout optimization[J] International Journal of Machine Tools & Manufacture1999 39：871–883
[7] Shasha ZengXiaojin WanWenlong LiZhouping YinYoulun Xiong A novel approach to fixture design on suppressing machining vibration of flexible workpiece[J] International Journal of Machine Tools & Manufacture2012582943
[8] 李树军杨凯杨丹胡辉张培培秦现生谭群种基工件定位动翻转装置[P]中国专利：201220401825020130206
[9] 赵玉英吴娜陈君玲谈翻转夹具机构设计[J]中国科技投资2016（6）：166
[10] 白云贵易湘斌刘霞唐林虎焦爱胜种实现停车装夹车床弹簧夹头[J]机械制造2017：5960
[11] Matthias KLAERNER Juergen LEOPOLD&Lothar KROLLModelling and simulation of fixtures during grinding[J]中国科学：技术科学200952（7）：18211829
[12] Shasha ZengXiaojin WanWenlong LiZhouping YinYoulun Xiong A novel approach to fixture design on suppressing machining vibration of flexible workpiece[J] International Journal of Machine Tools & Manufacture2012582943
[13] 邱雄成应必烈LX24工位笔头动加工机床工艺技术点[J]中国制笔2007(2)：3338
[14] 邱雄成45工位笔头动加工机床工艺技术点[J]中国制笔2006(2)：1724
[15] 余涵 45工位笔头动加工机床[J]中国制笔2003（2）：2530
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